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什么是半固态压铸?

浏览:331 发表时间:2020-05-04 16:16:59

什么是半固态铸造?

液态金属的凝固过程中进行强烈的搅拌,使普通铸造易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而形成分散的颗粒状组织形态,从而制成半固态金属液,然后将其压铸成坯料或铸件。

简介


自1971年美国麻省理工学院的D.B.Spencer和M.C.Flemings发明了一种搅动铸造(stir cast)新工艺,即用旋转双桶机械搅拌法制备出Sr15% Pb流变浆料以来,半固态金属(SSM)铸造工艺技术经历了20余年的研究与发展。搅动铸造制备的合金一般称为非枝晶组织合金或称部分凝固铸造合金(Partially Solidified Casting Alloys)。由于采用该技术的产品具有高质量、高性能和高合金化的特点,因此具有强大的生命力。除军事装备上的应用外,开始主要集中用于自动车的关键部件上,例如,用于汽车轮毂,可提高性能、减轻重量、降低废品率。此后,逐渐在其它领域获得应用,生产高性能和近净成形的部件。半固态金属铸造工艺的成形机械也相继推出。目前已研制生产出从600吨到2000吨的半固态铸造用压铸机,成形件重量可达7kg以上。当前,在美国和欧洲,该项工艺技术的应用较为广泛。半固态金属铸造工艺被认为是21世纪最具发展前途的近净成形和新材料制备技术之一。

工艺原理


在普通铸造过程中,初晶以枝晶方式长大,当固相率达到0.2左右时,枝晶就形成连续网络骨架,失去宏观流动性。如果在液态金属从液相到固相冷却过程中进行强烈搅拌,则使普通铸造成形时易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而保留分散的颗粒状组织形态,悬浮于剩余液相中。这种颗粒状非枝晶的显微组织,在固相率达0.5-0.6时仍具有一定的流变性,从而可利用常规的成形工艺如压铸、挤压,模锻等实现金属的成形。

工艺特点


半固态铸造与普通液态铸造相比具有许多明显的特点:铸件的凝固收缩减小,铸件尺寸精度高、外观质量好,减少了机械加工量,甚至可以得到无机械加工余量铸件;消除了常规铸件中的柱状晶和粗大树枝晶,铸件组织细小、致密,分布均匀,不存在宏观偏析;金属充型平稳、无湍流、无飞溅,而且充型温度低,延长模具寿命;简化铸造工序,降低能耗,改善劳动条件,由于凝固速度快,生产率高;提高铸件力学性能。


工艺应用

编辑

欧洲与美国是半固态铸造技术研究与应用的主要地区,此外,日本早在 年就设立了金属半固态加工开发研究公司。进入 世纪 年代,半固态铸造技术的应用在国外已逐步成为各先进工业国家竞相发展的一个领域,并被专家学者称为 世纪新一代新兴的金属成形技术。经过 多年的研究和开发,目前,铝、镁合金半固态铸造技术在西方发达国家已进入工业应用的成长期。国外的开发和生产表明,汽车工业中轿车、轻型车的转向节、泵体、转向器壳体、阀体、一些悬挂支架件和轮毂等高强度、高致密度、高可靠性要求的铸件,采用半固态铸造技术成形可以实现产品的低成本高产出及高质量。目前国外已建立了许多半固态铸造厂,仅以美国为例,Alumax公司于1994年建立的半固态铸造技术生产汽车零件的工厂,每年可生产2400万个零部件,零件单重从10g到10kg,直径最大达500mm。
  瑞士的Buhler公司于1993年生产出了第一台适用于铝合金半固态压铸的SC压铸机,与普通的压铸相比,产品质量提高,工艺周期缩短 。[1] 

台山市中镁科技有限公司拥有成熟的半固态压铸技术,拥有从模具设计到产品加工的专业团队,拥有JSW机型280吨、650吨等多种机台,欢迎社会各界人士合作共赢!

参考资料

  • 1.  任振国,曹志强,秦学智.电磁半固态铸造的原理及应用现状



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